74HC595对单片机IO口的扩展及应用

1、    74hc595对单片机io口的扩展及应用    曹少科 杨晴 陈海宇 王硕摘要：74hc595是美国国家半导体公司生产的通用位移寄存器芯片，它可以实现8位串行输入输出或者并行输出，操作方便简单，可以很容易的完成对单片机io口的扩展。1本文主要是介绍用74hc595芯片来扩展io口详细原理，并利用此方法进行实验，实现流水灯效果。关键词：单片机;74hc595;扩展io口;流水灯上世纪70年代到80年代期间，单片机凭借着它体积小，低功耗，性价比高的优势，被越来越多的人所使用，并被广泛运用于各个领域。但随着科技不断地进步与发展，我們对于单片机的应用更加

2、广泛，我们也慢慢发现了51单片机的一些缺点，即io端口有限，很多人在运用单片机时总会出现io口不够用的现象，而74hc595芯片刚好能弥补此缺陷，大量扩展单片机的io口。174hc595芯片的选择74hc595是硅结构的cmos器件，能实现串入转并入，数据通过一个io串口输入后经过74hc595后将数据8位并行输出。274hc595与74hc164芯片功能基本相同，但前者价格更低廉，驱动能力更强，操作简单，但因为74hc595有存储寄存器，所以在移位的过程中，并排输出端口的数据保持不变。所以选用74hc595芯片来扩展51单片机io口比较合适。2扩展方案2.1硬件连接与实现原理若要以74hc5

3、95芯片实现对io口的扩展，首先需要定义一个单片机i0口与74hc595芯片ds相连，以此来控制串行数据的输入。而移位寄存器和存储寄存器是不同的时钟，当sh_cp处于上升沿时，数据会输入到移位寄存器中，当st_cp处于上升沿时会传入的存储寄存器中。因此两个时钟需要分别进行连接，移位寄存器有串行输入ds引脚、串行输出引脚q7和低电平复位引脚mr。存储寄存器有并行数据输出引脚q0q7和低电平输出有效oe引脚。所以用mr进行复位时，只是将位移寄存器中的数据清除，而不必担心存储寄存器中的数据有所变化。另外只有当oe输出低电平时，存储寄存器的数据才会输出到io口。所以，利用74hc595进行io口的扩展

4、时，仅仅只需要用5根连接线，在通常情况下，可以将mr直接连接高电平，通过软件的方法来控制位移寄存器中的数据清零。oe直接连接低电位，然后将其余连接线与51单片机io口相连即可。单片机中的数据会从ds口传输进入74hc595，每当sh_cp处于上升沿（先拉低电平再拉高电平）的时候，位移寄存器中的数据会一次移动一位，经过sh_cp的8个上升沿之后，便会全部移入位移寄存器。3此时如果想再接入一个74hc595则可以将q7接入第二个74hc595上的ds，按照此种方法可接入任意多个74hc595芯片，使io口可以得到充分扩展。当数据全部送完后，给st_cp一个上升沿（先拉低电平再拉高电平），存储寄存器里的数据便输出到q0q7，实现io口的扩展，原理如下图。4结论本文详细的阐述了运用74hc595芯片扩展51单片机io口的原理，很大程度上解决了51单片机io口紧缺的问题，并且电路连接与代码编程十分简单。同时进行实验，运用74hc595扩展的io与led灯相连，实现了流水灯的效果。参考文献：1李亚，常涛，王永强.利用74hc595实现多位led显示的新方法j.微计算机信息，2005（07）.2吴振磊，刘孝赵.74hc595在单片机控制多位数码管中